一种热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置的制造方法_2

文档序号:10224932阅读:来源:国知局
预热室B,预热冷甲醇;
[0035] 步骤6,被吸热后的富氢气体存入所述储氢罐,所述储氢罐中的富氢气体通过所述 氢气输送管输入所述内燃机。
[0036] 进一步的,所述催化裂解室中催化剂的组分为:氧化铜<21.5%,氢氧化锰< 38.0%,氯化锑< 16.5%,五氧化二钒<0.05%,金属铂<0.05%,二氧化钛<28.9%。
[0037] 进一步的,所述甲醇蒸汽与高温尾气在所述催化裂解室内的流动方向垂直。
[0038]本实用新型的有益效果为:
[0039] 本实用新型可利用氢气燃烧完全、快速的特点掺烧甲醇。本实用新型使输入内燃 机的掺烧甲醇完全燃烧,控制甲醇掺烧后尾气中产生的甲醛含量接近零排放,大大低于国 五标准。本实用新型能使尾气中有害物质的排放在原有基础降低95%以上。本实用新型包 括对氢气、一氧化碳可燃气体泄漏监测系统,保证在发生泄漏时自动关闭制氢系统和甲醇 输入系统。本实用新型包括甲醇冷启动技术,能保证在零下20°C时瞬间启动。本实用新型利 用ECU对整个过程进行全程控制。ECU智能控制器自动调整富氢气体输入量,当富氢气体输 入量不足时,ECU将自动开启甲醇直输系统,让甲醇进内燃机辅助燃烧,保证内燃机正常运 行。本实用新型中ECU自动调控全代燃可燃气体输入压力和储存压力,在最大化利用汽车排 气管余热裂解制氢的同时保证使用的安全性和运行的可靠性、稳定性。
[0040] 本实用新型所述热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置体积小、吸热效率 高、产生醇氢气体燃料数量大、可操作性强、实用化程度高。
[0041] 本实用新型使用高效甲醇(或乙醇)裂解制氢催化剂,该种高效催化剂的空速比 (单位体积催化率)是常规甲醇裂解催化剂的10倍以上。
【附图说明】
[0042] 图1为本实用新型所述热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置的结构示意 图;
[0043] 图2为本实用新型所述醇氢裂解器的结构示意图;
[0044]图3为本实用新型所述醇氢裂解器的剖面结构示意图;
[0045]其中,1 -内燃机,2-醇氢裂解器,3-储氢罐,4-电磁阀,5-甲醇箱,6-热电偶,7-甲醇 喷嘴,8-甲醇滤清器,9-压力传感器,10-甲醇输送管,11-内燃机,12-氢气输送管,13-氢气 喷嘴,14-智能控制器,15-进口,16-预热室A,17-催化裂解室,18-热超导管尾气通道,19-外 壳,20-预热室B,21-出口。
【具体实施方式】
[0046] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施方 式和附图,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0047] 如图1所示,一种热超导体裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置,包括:
[0048]醇氢裂解器2,由PCI传热材料制成。
[0049] 相变抑制(PCI)传热是在专门设计的密封槽道腔内注入特配工质,当其受热时,普 遍存在的沸腾现象便受到抑制,从而呈现热的高效传热现象。该现象被李居强先生在2005 年发现。PCI传热具有如下特点:a、适应温度范围宽,可以在-40°C~1300°C范围内工作。b、 传热速度快:用1000W或更高功率的电弧火炬作为热源对准2mm厚PCI器件表面Icm 2或更小 面积区域喷烧加热,热源刚撤出,人手就可立即触摸器件背面;传热速率为毫秒级。c、传热 密度高:利用薄膜加热器或大功率火炬喷烧加热PCI器件,实际测量可以达到传热密度为 100-1000W/CM 2,是一般热管传热密度的十倍以上。d、热载能力大。e、传热耗损小。f、传热/ 散热结构一体。g、均温性好。h、良好的器件方位适应性:可以实现反重力传热和马鞍型传 热。i、易于制造、调整和维护。
[0050] PCI与其他传热方式对比:

[0053]铝材薄板型PCI高效传热器以大规模量产并应用于航空航天、高铁、太阳能集热和 采暖散热片等诸多领域。同时,正在向大功率微处理器散热、LED背投电视和IGBT等器件及 各种电子器件散热领域拓展运用。目前又将PCI技术应用于生产全代燃醇氢动力系统中。 [0054]在PCI醇氢裂解器中,如果装入传统的甲醇裂解制氢催化剂,要想实现一辆1.8升 排量汽车的全代燃,必须装15升催化剂才能产生足够的富氢气体。因此必须做一个巨大的 氢发生器才能装得下15升催化剂,根本没有实用性和可行性。本实用新型所使用的高效催 化剂的空速比比传统催化剂高10倍,即1升催化剂可裂解10升甲醇。若采用本实用新型所述 的高效催化剂则只须装2升一 3升催化剂在一个暖水瓶大小的醇氢裂解器里就足够了。
[0055] 由于传热密度极高,可以使高温尾气直通。高温尾气从醇氢裂解器2的上端进入, 从醇氢裂解器2的下端流出,甲醇过热蒸汽迂回曲折,其流动方向与高温尾气的流动方向垂 直,甲醇蒸汽从进入催化裂解室17的头到富氢气体离开催化裂解室17的尾,都保证可以处 于同一加热温度面上,误差控制在±5°C。这样甲醇蒸汽在同一加热温度面裂解十分完全。 醇氢裂解器2上端一侧通过甲醇输送管10连接甲醇箱5,其上端另一侧通过上尾气管道连接 内燃机1。其中,所述甲醇箱5是由汽油箱经防腐处理后,盛放裂解所需的甲醇或乙醇;其配 套的甲醇栗由ECU智能控制器控制,根据系统的温度、压力的变化甲醇开关栗,使甲醇进入 醇氢裂解器2和内燃机。所述甲醇输送管10上设有甲醇喷嘴7,并通过所述甲醇喷嘴7将甲醇 输入所述醇氢裂解器2,所述甲醇箱5和所述甲醇喷嘴7之间设有甲醇滤清器8,用以过滤甲 醇。
[0056] 所述内燃机1为点燃式内燃机或压燃式内燃机。
[0057]所述醇氢裂解器2下端一侧通过氢气输送管12连接储氢罐3的上端,所述醇氢裂解 器2下端另一侧连接下尾气管道。其中,所述储氢罐3为低压容器,压力gl.OMpa,存储甲醇 裂解制氢时产生的富氢气体,可保证供气的压力均匀。
[0058] 如图2所示,所述醇氢裂解器2从上到下依次设有甲醇进口 15、预热室A16、催化裂 解室17、预热室B20和氢气出口 21,所述醇氢裂解器2外部还设有外壳19,所述催化裂解室17 内设有热超导管尾气通道18,用以尾气流通。
[0059] 所述内燃机1,通过氢气输送管12连接所述储氢罐3下端;所述氢气输送管12设有 氢气喷嘴13,并通过所述氢气喷嘴13将氢气输入所述内燃机1的汽缸以代替汽、柴油燃烧。
[0060] 所述上尾气管道和下尾气管道之间还通过旁管11连接;旁管11有三通与上尾气管 道相联,当醇氢裂解器2温度高于预设值时,ECU就打开排气旁管11,使从醇氢裂解器2中流 过的热废气停止,反之亦然,这样就可以把醇氢裂解器2内催化裂解室17的温差调整控制在 预定温度范围内。整个催化裂解室17内催化剂的温差可以控制在±5°C以内,完全达到催化 剂对温差的要求。
[0061] 其中,所述醇氢裂解器2的上设有两支热电偶6,测定醇氢裂解器前、后端的温度, 并将信号输入ECU智能控制器14,所述储氢罐3-侧设有压力传感器9;测量所述储氢罐3的 压力。
[0062] 智能控制器14,与原车CPU联网,根据热电偶与压力传感器的信号对整个热超导体 裂解醇制氢的内燃机全代燃动力装置的温度、压
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